CN206531604U - 一种监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，包括：用以采集数据的位移传感器和力传感器；与位移传感器和力传感器连接的控制器，控制器根据主控机指令，控制位移传感器和力传感器的采样频率、启动和停止操作，并把采集的数据传输到主控机；控制所述控制器的主控机；与主控机连接的人机界面、现场总线接口、数据存储单元。本实用新型通过位移传感器和力传感器采用数据，并将信息传输给控制器和主控机，控制器根据主控机指令，控制位移传感器和力传感器的采样频率、启动和停止操作，实现装配过程的可追溯性。本实用新型可广泛应用于压装、扭装、冲装、锁合、柳接、啮合等工序的监测以及插入力测试、按键测试等试验中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备。
背景技术
当前，随着制造业竞争的全球化和用户需求的提高及多样化，要求生产商具有更多的产品种类,更短的产品生命周期，更低的生产成本和更高的产品质量。压装、扭装、冲装、锁合、柳接、啮合等是产品生产中的重要工艺，有时甚至是产品品质的决定性工序。如何确保产品品质，特别是对于航天、航空、汽车等行业的零部件，一直是一个技术的难题。
由于缺少有效的监测设备，难以通过工艺的过程监测来判别不良品和确保产品品质，不得不在次工序后增加抽检或全检工序来做事后的检测、管控，但事后的检测多数情况下仅仅是外在的检测，即使是全检也只能检测出部分的不良品，虽然浪费大量的人力物力，也难以确保全部产品的品质。
因而设计一种监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备十分必要。
实用新型内容
针对现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，用于实现压装、扭装、冲装、锁合、柳接、啮合等等工艺过程的力与位移关系的监测，不但能检测出不良品，而且能确保合格品的品质。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，其特征在于，包括：
用以采集数据的位移传感器和力传感器；
与位移传感器和力传感器连接的控制器，控制器根据主控机指令，控制位移传感器和力传感器的采样频率、启动和停止操作，并把采集的数据传输到主控机；
控制所述控制器的主控机；
与主控机连接的人机界面、现场总线接口、数据存储单元。
本实用新型所述设备中可以使用但不限于以下力传感器：应变片式的拉力、压力及拉压力传感器，压电晶体传感器，扭矩传感器。
本实用新型所述设备中可以使用但不限于以下位移传感器：电阻式，光栅式，磁栅式位移传感器，磁致伸缩位移传感器，转角传感器，倾角传感器等。
优选的，所述位移传感器与力传感器分别与仪表放大器连接，用以放大位移传感器与力传感器的输入信号；仪表放大器与模数转换器连接，将数据信号转换为数字信号；模数转换器与所述控制器连接。
优选的，所述控制器与主控机通过RS232/RS485/RS422,CAN,SPI,TCP/IP中的一种总线方式通讯。
优选的，所述主控机包括中央控制器CPU、内存、存储设备。
优选的，所述主控机采用32位或64位处理器，双核以上，主频不低于200MHz。
优选的，所述主控机中采用机械硬盘、固态硬盘、SD卡、U盘、NAND FLASH或NORFLASH存储芯片中的一个或多个作为存储设备，容量不少于1Gb。
优选的，人机界面包括输入设备和输出设备。
优选的，人机界面中的输入设备可以是鼠标、或键盘、或电阻触摸屏或电容触摸屏；人机界面中的输出设备采用液晶显示屏。
本实用新型通过位移传感器和力传感器采用数据，并将信息传输给控制器和主控机，控制器根据主控机指令，控制位移传感器和力传感器的采样频率、启动和停止操作，实现装配过程的可追溯性。
本实用新型可广泛应用于压装、扭装、冲装、锁合、柳接、啮合等工序的监测以及插入力测试、按键测试等试验中。
本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
参见图1，设备主要由数据采集、嵌入式控制器6、并行输出输入接口7、通讯接口5、主控机3、人机界面2、数据存储单元1、现场总线通讯4等单元构成。
设备中的人机界面包括工业级电阻触摸屏和TFT液晶屏，采用的是京东方10.4吋BA104S01液晶屏，其余单元则组装在一起构成了主机。人机界面包括输入设备和输出设备。人机界面中的输入设备可以是鼠标、或键盘、或电阻触摸屏或电容触摸屏；人机界面中的输出设备采用液晶显示屏。液晶屏尺寸不小于10吋。
数据采集通道X接电阻式位移传感器8，输入的模拟信号是0～5V；数据采集通道Y接应变式压力传感器9，输入的微弱mV信号由仪表放大器INA101放大到0～5V信号。两路数据信号由模数转换IC ADS8330转变为数字信号,默认采样频率20k sps。设备中可以使用但不限于以下力传感器：应变片式的拉力、压力及拉压力传感器，压电晶体传感器，扭矩传感器。设备中可以使用但不限于以下位移传感器：电阻式，光栅式，磁栅式位移传感器，磁致伸缩位移传感器，转角传感器，倾角传感器等。
嵌入式控制器选用基于Cortex M4核的Stm32F427单片机，它通过CAN总线与主控机通讯，根据主控机指令，控制数据采集的采样频率、启动和停止等操作，并把采集的数据通过传输到主控机；还根据主控机指令，分别控制24路并行输入端口，24路并行输出端口，通讯接口5以控制其他外部设备，通讯接口5包括2路RS232，3路R485接口和2路CAN总线。
主控机3选用ARM A9构架的IMX6Q处理器，板载4G Flash，2G RAM，挂载120G SATA固态硬盘，当然，主机也可以采用其他32位或64位处理器，双核以上，主频不低于200MHz。主机也可以采用其他机械硬盘、固态硬盘、SD卡、U盘、NAND FLASH或NORFLASH存储芯片中的一个或多个作为存储设备，容量不少于1Gb。
带ProfiBus现场总线通讯4，主控机运行Linux内核Kernel 3.10.34。基于C++开发的软件可以完成用户限制因子等参数设定、压装曲线实时显示、监测结果、数据保存等功能，可以预先设定1～32个用于评估装配过程及产品品质的限制因子，每一个限制因子可以使用X信号、Y信号和时间三个中其中两个的函数关系或者某一个的数值范围，如果符合条件则该限制因子的结果OK。如果一个装配过程中采集到的信号符合任何一个限制因子，则整个装配过程及产品品质评估结果为OK，否则结果为NG。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，其特征在于，包括：
用以采集数据的位移传感器和力传感器；
与位移传感器和力传感器连接的控制器，控制器根据主控机指令，控制位移传感器和力传感器的采样频率、启动和停止操作，并把采集的数据传输到主控机；
控制所述控制器的主控机；
与主控机连接的人机界面、现场总线接口、数据存储单元。
2.根据权利要求1所述的监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，其特征在于，所述位移传感器与力传感器分别与仪表放大器连接，仪表放大器与模数转换器连接，将数据信号转换为数字信号；模数转换器与所述控制器连接。
3.根据权利要求1所述的监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，其特征在于，所述控制器与主控机通过RS232/RS485/RS422,CAN,SPI,TCP/IP中的一种总线方式通讯。
4.根据权利要求1所述的监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，其特征在于，所述主控机包括中央控制器CPU、内存、存储设备。
5.根据权利要求1所述的监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，其特征在于，所述主控机采用32位或64位处理器，双核以上，主频不低于200MHz。
6.根据权利要求1所述的监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，其特征在于，所述主控机中采用机械硬盘、固态硬盘、SD卡、U盘、NAND FLASH或NORFLASH存储芯片中的一个或多个作为存储设备，容量不少于1Gb。
7.根据权利要求1所述的监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，其特征在于，人机界面包括输入设备和输出设备。
8.根据权利要求7所述的监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备，其特征在于，人机界面中的输入设备可以是鼠标、或键盘、或电阻触摸屏或电容触摸屏；人机界面中的输出设备采用液晶显示屏。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201720148753.6U CN206531604U (zh) | 2017-02-20 | 2017-02-20 | 一种监测装配过程中力和位移及其相互关系的设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN206531604U true CN206531604U (zh) | 2017-09-29 |
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Country Status (1)
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2017
- 2017-02-20 CN CN201720148753.6U patent/CN206531604U/zh active Active
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